专利名称：支持蓝牙和usb双界面的hart接口的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及工业现场总线，尤其是一种用于工业现场总线的蓝牙和USB双界面HART接口。
背景技术：
随着蓝牙无线技术的进一步成熟，它必将向工业应用领域渗透，提供用户操作的便利。同样，随着计算机技术的发展，USB接口将最终取代RS232接口，但在工业应用领域此替代的过程会比商业、办公领域的过程会更长一些。目前为止，还没有在HART现场总线领域有关蓝牙无线技术和USB技术结合的应用。
发明内容
本实用新型是要提供一种既具备蓝牙又具备USB的HART接口，它可以在具备USB接口的计算机上使用，也可以在具有蓝牙接口的计算机和PDA上使用，给用户提供有线(USB)和无线(蓝牙)的双重选择。
本实用新型是这样实现的一种支持蓝牙和USB双界面的HART接口，包括主控CPU、电源稳压切换电路、HART信号的调制和解调、HART电平转换、整形和滤波电路、变压器或者光电隔离电路。还同时包括蓝牙接口和USB接口，系统可根据设定选择蓝牙接口或者USB接口与HART总线进行通信；蓝牙接口和USB接口与主控CPU相连并进行双向数据交换；HART总线接口通过变压器或光电隔离，整形和滤波电路，电平转换电路后，进行HART信号的调制和解调，再与CPU进行连接，并进行双向数据交换；电源稳压和切换、电池充电管理电路分别给主控CPU、蓝牙接口、HART电平转换、整形和滤波电路、变压器或光电隔离电路和HART信号的调制和解调供电。
所述USB接口电路可直接从USB总线获取所需电源，并通过电池充电管理电路给后备电池充电。
在USB接口连接计算机时，通过USB总线进行供电，并给后备电池充电；在USB接口断开时，由后备电池供电，无需其他外部输入电源。
蓝牙接口与主控CPU之间为串行接口。USB界面与主控CPU之间的接口为串行或者并行接口。
HART接口为符合HART现场总线标准的接口。
主控CPU可以为8位、16位或者32位微处理器。
本实用新型的支持蓝牙和USB双界面的HART接口，其主控CPU可以通过协议转换实现HART协议和其他通讯协议的转换。
本实用新型既具备蓝牙又具备USB的HART接口，它可以在具备USB接口的计算机上使用，也可以在具有蓝牙接口的计算机和PDA上使用，给用户提供有线(USB)和无线(蓝牙)的双重选择。
图1是本实用新型系统示意图。
具体实施方式
以下结合附图与具体实施例对本实用新型作进一步的说明。
如图1所示，一种支持蓝牙和USB双界面的HART接口，包括主控CPU、电源稳压切换电路、HART电平转换、整形和滤波电路、变压器或者光电隔离电路和HART信号的调制和解调电路。还同时具有蓝牙接口和USB接口，系统可根据设定选择蓝牙接口或者USB接口与HART总线进行通信；蓝牙接口和USB接口与主控CPU相连并进行双向数据交换；HART总线接口通过变压器或光电隔离，整形和滤波电路，电平转换电路后，进行HART信号的调制和解调，再与CPU进行连接，并进行双向数据交换；电源稳压和切换、电池充电管理电路分别给主控CPU、蓝牙接口、HART电平转换、整形和滤波电路、变压器或光电隔离电路和HART信号的调制和解调供电。
USB接口电路可直接从USB总线获取所需电源，并通过电池充电管理电路给后备电池充电。
蓝牙接口与主控CPU之间为串行接口。USB界面与主控CPU之间的接口为串行或者并行接口。HART接口为符合HART现场总线标准的接口。
本实用新型可以将蓝牙接口和USB接口信号转换成标准的HART总线信号，即1200波特率的BELL 202频移键控信号，1200Hz调制为逻辑1，2200Hz调制为逻辑0。蓝牙接口电路是符合Bluetooth版本1.1的标准的，已经实现了蓝牙底层协议(包括BaseBand Protocol(BBP)基带协议、Link Control Protocol(LCP)链接协议、Link Management Protocol(LMP)链路管理协议、Host Controller Interface(HCI) 主控器接口)的模块电路。USB接口电路通过USB接口芯片将USB总线信号转换成串行或并行接口信号与主控CPU连接；在USB接口连接计算机时，通过USB总线进行供电，并给后备电池充电；在USB接口断开时，由后备电池供电，无需其他外部输入电源。接口上电后，主控CPU就动态地检查蓝牙和USB界面的状态，接口可以自动判断使用USB界面或者蓝牙无线链路。如果只有USB界面或者蓝牙无线链路，那么接口就使用此连接方式；如果USB和蓝牙连接方式同时存在，接口就根据设定，选择其中的一个。设定方式可以采用跳线或者软件设定。
主控CPU可以为8位、16位或者32位微处理器。它分别为USB、蓝牙和HART建立缓冲区，如果当前选用USB接口，那么从USB界面接收到的数据就存放到USB缓冲区，只要USB缓冲区有数据，那么主控CPU就会将缓冲区的内容发送至HART，从HART接口接收的数据存放到HART缓冲区，只要HART缓冲区有数据，主控CPU就会将此缓冲区的数据发送至USB界面；针对蓝牙无线链路的数据流程也同USB界面一致。
实施例主控CPU采用ATMEL MEGA162双串口RISC CPU，其中内置了16K FLASH，1K RAM和512BYTE EEPROM，采用内置看门狗。电源供电采用USB总线供电和内部电池供电二种方式，电池采用标准的手机用锂电池3.6V 600mAH，内部提供电池充电管理电路，采用MAXIM公司的MAX1811芯片，在USB接口连接计算机时，通过USB总线进行供电，并给后备电池充电；在USB接口断开时，采用内部锂电池供电，无需其他外部输入电源。蓝牙接口电路采用加拿大威蓝通信公司的SBT-800-BBM(UART)蓝牙模块，与CPU的一个串口连接。USB接口采用FTDI公司的FT245BM接口芯片，与CPU的并行数据接口连接；HART调制和解调芯片采用SMAR公司的HT2012，它与CPU的另外一个串口连接，HART滤波和整形电路采用运算放大器电路，采用变压器隔离方式实现HART总线和内部电路的隔离。
权利要求1.一种支持蓝牙和USB双界面的HART接口，包括主控CPU、电源稳压切换电路、HART电平转换、整形和滤波电路、变压器或者光电隔离电路和HART信号的调制和解调电路，其特征在于，还同时具有蓝牙接口和USB接口，系统可根据设定选择蓝牙接口或者USB接口与HART总线进行通信；蓝牙接口和USB接口与主控CPU相连并进行双向数据交换；HART总线接口通过变压器或光电隔离，整形和滤波电路，电平转换电路后，进行HART信号的调制和解调，再与CPU进行连接，并进行双向数据交换；电源稳压和切换、电池充电管理电路分别给主控CPU、蓝牙接口、HART电平转换、整形和滤波电路、变压器或光电隔离电路和HART信号的调制和解调供电。
2.根据权利要求1所述的支持蓝牙和USB双界面的HART接口，其特征在于，USB接口电路直接从USB总线获取所需电源，并通过电池充电管理电路给后备电池充电。
3.根据权利要求1或2所述的支持蓝牙和USB双界面的HART接口，其特征在于，它还包括由电源稳压和切换、电池充电管理电路和后备电池组成的电源管理装置，在USB接口连接计算机时，通过USB总线进行供电，并给后备电池充电；在USB接口断开时，由后备电池供电，无需其他外部输入电源。
4.根据权利要求1所述的支持蓝牙和USB双界面的HART接口，其特征在于，所述蓝牙接口与主控CPU之间为串行接口。
5.根据权利要求1所述的支持蓝牙和USB双界面的HART接口，其特征在于，所述USB接口电路与主控CPU之间的接口为串行或者并行接口。
6.根据权利要求1所述的支持蓝牙和USB双界面的HART接口，其特征在于，所述HART接口为符合HART现场总线标准的接口。
7.根据权利要求1所述的支持蓝牙和USB双界面的HART接口，其特征在于，所述主控CPU可以为8位、16位或者32位微处理器。
8.根据权利要求1所述的支持蓝牙和USB双界面的HART接口，其特征在于，所述主控CPU可以通过协议转换实现HART协议和其他通讯协议的转换。
专利摘要本实用新型公开了一种支持蓝牙和USB双界面的HART接口，包括主控CPU、电源稳压切换电路、电池充电管理电路、HART电平转换、整形和滤波电路、变压器或者光电隔离电路和HART信号的调制和解调电路。还同时包括蓝牙和USB双接口，系统可根据设定选择不同接口与HART总线进行通信；两种接口与主控CPU相连并进行双向数据交换；HART接口通过变压器或光电隔离，整形和滤波电路，电平转换电路后，进行HART信号的调制和解调，再与CPU进行连接并双向数据交换。它可以在具备USB接口或蓝牙接口的计算机上使用，给用户提供有线USB和无线蓝牙的双重选择，能给用户提供极大的便利。
文档编号G06F13/40GK2833679SQ200520044650
公开日2006年11月1日 申请日期2005年8月30日 优先权日2005年8月30日
发明者陈琛, 杜正杰, 李伟国 申请人:上海师范大学